中小型堤防工程设计工作流程与思路

gymrlwu78v8b0h 2020-03-08

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在小型水利工程设计中，堤防工程是最常见的项目。在设计过程中也暴露出许多问题先总结如下。

1堤防工程设计工作总结

堤防设计出现的重大问题有，堤防位置变更、堤线变更、护坡材料变更等，引起变更的原因如下：

①堤线布置不合理，占用耕地较多，实施难度大，引起工程建设位置变动；

②地质勘查不明，施工发现堤基出现大面积淤泥，处理难度大，引起堤线调整，堤型优化；

③天然建筑材料（条块石）调查深度不够，施工阶段发现条块石储量不够，护坡材料变更为砼；

④与已成堤防、桥等建筑物未考虑衔接段；

⑤设计报告章节内容杂乱，前后矛盾、报告描述与图纸内容不一致，导致批复方案与设计推荐方案相悖；

⑥初设时排涝设计考虑不周，施工过程中发现有些位置雨水/污水无法排除，需要增加穿堤涵管数量；

⑦概算中漏项，如某堤防初设报告明确在迎水侧设安全栏杆，概算无该项投资，批复同意迎水侧增设安全栏杆，但无该项的投资。技施阶段业主要求栏杆为青石栏杆，该项增加投资若干万元，变更设计报告调概难处理；

⑧施工过程中变更要谨慎，必须按程序走，属于重大变更的需要征得主管部门同意时才能进行。堤线变更务必处新的堤线布置图，并有控制点坐标，切忌出口头变更。

在以上的问题中，设计工作做细致是可以避免的。要求从资料收集、测量、设计工作做到位，具体要求见堤防工程设计流程相关内容。

2设计工作流程图

3工作流程各环节说明

3.1现场踏勘及资料收集

3.1.1现场踏勘

①现场踏勘带相机，相片要能反映整个工程全貌、河道与居民点的关系、河道与涉水建筑物（桥、堰、闸）的关系、历史洪痕点、地质的照片（附近地形地貌、整体或局部覆盖层与基岩）；

②明确业主对接人员的联系方式，主要建筑材料的开采地、原地购买单价、运距及道路情况；

③调查历史洪水，记录洪水发生年份，水位位置，本项工作可交待测量人员，由测量人员完成；

④现场踏勘时与业主沟通，询问业主对堤防的功能要求，采用斜坡式/挡墙式/生态式；并明确项目资金来源，审查单位等内容；

⑤河道中有明显的碍洪建筑物（吊脚楼、河道违章架桥），了解拆迁难度，如果拆迁难度太大，是否可以考虑工程位置较规划位置移动；工程征地难易程度以及补偿标准。

3.1.2资料收集

①已经获批的实施规划报告及实施规划的批复意见或项目背景相关文件，或城市防洪规划报告，水系图。

②工程河段上下游已经报批的河道治理工程相关设计报告。

③流域内1:10000或1:50000航测图，要能包含工程河段以上集雨面积。

④上游工程基本资料（如上游电站、水库），特别是对工程河段洪水影响较大的水库工程运行管理资料（汛期泄洪情况）、交叉工程资料（如经过的铁路、公路等重要设施）及其他相关工程资料（地质资料、水文资料）。

⑤城市/城镇规划资料，若有要找到规划平面图。

⑥如果工程河段要求雨污分流，收集排水工程的竣工资料或排水规划资料。

⑦收集工程所在位置的城、镇、村的社会经济情况资料、政府工作报告或统计年鉴。

3.2测量

①测量范围：测量范围应先向业主要到相关规划资料，确定工程起始位置，由水工人员指定（始、末端能形成封闭）。如果下游河道上有堰、闸等能影响工程河段洪水位的建筑物，测量范围相应延伸至此（主要测纵横断面）；河岸有居民点，必须测出河岸房子边界线和围墙边界线，并注明房子层数及结构。现在中小河流治理项目要求描绘淹没范围图，为确保地形图能满足淹没区范围，河道两边至少向外延伸至历史最高洪水位以上1m，并标注洪痕位置、高程。

②测量比例尺：根据有关规范，可行性研究阶段地形图比例尺可为1:2000~1：10000，初步设计阶段为1:1000~1:2000。中小河流治理项目一般规模不大，建议可研阶段按1：2000，初设阶段1：1000。

③纵横断面：规范要求可研、初设阶段横断面间距分别未100~200和50～100m，可根据治理河道长度选取上限或下限，卡口及河道断面变化较大处河段横断面间距应加密，河道上的桥、堰、闸等涉水建筑物断面必测，横断面要求与河道垂直。

④地类、排洪沟或较大的污水出口应在图上标出。

测量看现场时主要水工设计人员必须到场，现场布置任务，加强沟通，做好相关记录。

3.3洪水计算

洪水计算应注重合理性分析，与收集到的本工程上下游的工程洪水成果对比，看相差是否较大，若相差较大，则需要进行分析，分析计算成果差异原因，推荐合理的洪水计算成果。

3.4初拟堤线布置、堤距及堤型

堤线布置方案比较应重视，在测量资料、洪水计算的基础上，设总应根据业主要求，初拟至少2个堤线布置、堤距和堤型方案。堤线方案比较要结合堤距、堤型，从工程占地（拆迁）、投资、运行年限、运行管理、生态、实施难易程度等方面进行，经讨论后确定推荐方案。水面线计算详见3.7.1节，堤线布置、堤距和堤型方案拟定要点如下：

3.4.1堤线布置

堤线布置的主要原则：始、末端能形成封闭，堤线尽量顺直，若堤线需要设置弯道时，转弯半径一般不小于3.5倍直线段河宽。

若河道有急弯，可以考虑裁弯取直，但应从占地、堤防长度、水流条件等方面作出比较。

一般堤线要应征得业主同意。符合业主的规划需求。

3.4.2堤距

堤距根据稳定河宽计算结果定，比稳定河宽稍大。

稳定河宽计算公式较多（有3种以上），计算结果与造床流量、河相系数等参数取值有关，而且影响较大。造床流量一般用平滩流量法或马卡维也夫法确定，计算较繁琐，有资料表明造床流量是相当于1年~30年频率的洪水。稳定河宽计算不确定因素较多，故堤距主要看已经获批的相关规划报告或者是视现状河宽而定。

现在治河理念向生态转变，特别是城市区内河道，则在条件允许的条件下，堤线可以内移，总体原则是可宽不可窄。

部分项目河道流量小、河道窄，类似于渠道，堤型（断面型式）对水面线影响较大，堤距应结合堤型（断面型式）确定。若河道两岸地势平坦，建议拟定时用水深来控制断面型式及堤距，总原则是过设计流量时不影响排涝。

堤距确定时，也需要考虑土石方平衡问题，尽量达到项目区内的土石方平衡，以免引起较大的环评和水保问题。

3.4.3堤型

堤型应根据当地建筑材料、业主意见等拟定。拟定至少两个方案比较，需计算出各方案的工程量（单延米投资、占地）及优缺点等，经讨论确定推荐方案。（按照近几年治理河道的理念，若有条件尽量采用生态式。采用传统的硬化处理方式，护坡材料优选考虑砼，业主有特殊要求除外）

此阶段工作完成后可以与业主对接，看业主对推荐方案是否有异议，若有应对方案及时调整，以便于地勘工作展开。

3.5地质勘查

初拟堤线布置图完成后，地质专业根据推荐堤型，经讨论确定地勘内容及地勘方案。地勘重点要求如下：

①钻孔：横剖面一般布置在轴线钻孔位置，地质条件复杂段应适当加密。每一条横剖面上不少于2个钻孔，孔距20～100m，临水面防冲基础部位应有钻孔控制。土质堤基结构复杂部位，横剖面的轴线内侧需布置钻孔或坑探。钻孔深度宜为堤高的1.5～2倍，基岩浅埋段应揭穿强风化层，当堤线穿越滑坡体时，勘探钻孔应穿过滑动面。位于涵闸部位的钻孔深度为闸底板宽度的1～1.5倍。

②地勘报告：地勘报告根据相关规定编写，护岸工程要求对岸坡稳定进行评价；若规划范围内有已成堤防，应对其进行评价。

③外购的天然建筑材料应调查供货能力、运距及相应质量指标能否满足设计要求，必须到实地调查。开采的天然建筑材料，要查清质量与储量，对开采范围要与业主进行确定。

3.6敲定堤线布置、堤距及堤型方案

地勘成果出来后，根据地质情况是否对堤线布置方案、堤型等做出调整，若有调整则应重复3.4工作环节，确定推荐方案。

推荐方案确定后及时与业主对接，敲定最终堤线、堤距、堤型方案。若涉及大面积拆迁占地的，应让业主出具拆迁的相关说明。

3.7具体设计工作

3.7.1水面线计算

敲定设计方案后，即可进行水面线计算，水面线计算包含现状水面线、整治后水面线。

1）方案比较时的水面线计算简化处理

在做堤距、堤型方案比较时，按理应对每个方案进行水面线计算，由水面线计算成果确定各方案工程量、占地范围。但水面线计算工作繁琐，工作量较大，为了不影响工作进度，减小水文专业工作量，可按以下工作简化处理：宽浅式河道堤型、堤距对水面线影响不大，建议根据各堤距、堤型方案、做出顺直河段典型断面水位流量关系曲线，在设计流量下查取各方案对应的水位；小流量、窄河道的项目，在方案比较时水工专业可根据明渠均匀流计算水深。

2）水面线计算边界条件

①项目下游以有建成的堰、闸、桥等阻水建筑物，在收集资料或测量断面基础上对水位流量关系曲线进行复核，并确定起推水位。

②工程河段有需要拆除重建（新建）的水闸、堰、桥等涉水建筑物，水工专业应给交代涉水建筑物的桩号、起推水位（水位流量关系曲线或者相应尺寸）。

③河道有清淤（疏浚）的项目，水工专业应提供各水文断面设计的河底高程。

④水工专业应提供堤防断面型式。

3）水面线计算合理性分析

工程河段上下游已有建成的堤防，尽可能收集到设计资料，将其设计成果拿来参考，如果堤高相差太大，分析洪水计算成果及水面线计算成果的合理性。